Contre-réaction, mode linéaire/saturé pour l'AOP idéal
La contre-réaction soustrait au signal d'entrée une image réduite du signal de sortie, avant de l'amplifier. Son principal effet est de diminuer le gain du système, elle permet aussi de compenser les dérives thermiques ou la non-linéarité des composants.
- Si l'AOP n'utilise qu'une contre-réaction sur l'entrée non-inverseuse (entrée +), on parle de contre-réaction positive (certains auteurs parlent de réaction): toute augmentation de la tension de sortie induit une augmentation de la tension différentielle d'entrée. Le gain de l'amplificateur étant quasi infini, la tension de sortie Vs ne peut valoir que +Vcc ou -Vcc suivant le signe de la tension différentielle. On parle alors de fonctionnement en régime saturé ou encore de mode comparateur.
- Si V+ > V- alors Vs = +Vsat
- Si V+ < V- alors Vs = -Vsat
Si l'AOP utilise un contre-réaction sur l'entré inverseuse (entrée -), on parle alors de contre-réaction négative : toute augmentation de la tension de sortie induit une diminution de la tension différentielle d'entrée. Ainsi, la différence de tension entre les deux entrées de l'amplificateur est maintenue à zéro, de sorte que l'on parle de régime linéaire. De très nombreux montages utilisent ce type de réaction qui permet de réaliser de nombreuses fonctionnalités en électronique.
NB : Certains montages utilisent les deux types de contre-réaction simultannement afin de réaliser des fonctions particulières. Reportez-vous aux descriptions des montages utilisant cette propriété.
=> Ci-dessous, vous trouverez la démonstration que la tension différentielle d'entrée est nulle en régime linéaire (lecture optionnel pour les non-initiés en automatique) :
Considérons tout d'abord le montage suivant, avec une boucle de contre réaction de fonction de transfert H. Pour simplifier, nous considérerons que le taux de contre-réaction vaut H.Ce dernier est équivalent à la représentation d'un gain A (le gain de l'AOP en boucle ouverte, c'est à dire sans contre-réaction), avec un retour de l'image de la tension de sortie Vs par H. L'entrée différentielle e (epsilon) se retrouve à la sortie d'un soustracteur :
Les calculs nous donne:
En régime linéaire, on a bien V+ = V-. De fait, si l'une de ces deux bornes est reliée à la masse, l'autre constitue ce que l'on appelle une masse virtuelle. En effet, elle joue le rôle d'une masse sans y être "physiquement" connectée. C'est sans doute là l'un des points essentiels de l'AOP, car cette technique permet de réaliser bien des prouesses en électronique.
